Innovazione svizzera: spicca il volo un robot ispirato agli uccelli

La robotica svizzera ha superato i limiti del volo autonomo con un’innovazione rivoluzionaria che non si lascia tenere a terra. Il Politecnico federale di Losanna (EPFL) ha presentato RAVEN (Robotic Avian-inspired Vehicle for multiple ENvironments), una macchina capace di fare ciò che nessun drone convenzionale sa fare: cammina, saltella e si lancia in aria da sola, senza bisogno di una pista. Non si tratta di un semplice aggiornamento, ma di una riprogettazione fondamentale della mobilità aerea, ispirata ai movimenti agili dei corvidi.

Mentre i droni tradizionali ad ala fissa dipendono da piste o lanciatori, RAVEN supera questi vincoli. Imitando la versatilità biologica degli uccelli, questa meraviglia made in Switzerland colma il divario cruciale tra le operazioni a terra e quelle in aria. «Gli uccelli possono alternare la camminata e la corsa per decollare o atterrare, senza bisogno di una pista o di un lanciatore», afferma Won Dong Shin, dottorando all’EPFL che guida questa rivoluzione. Secondo Shin, fino a oggi in robotica «mancavano» piattaforme ingegneristiche capaci di una simile duplice dinamicità. Con questo lancio, la Svizzera riafferma la propria leadership nel settore altamente competitivo della robotica avanzata.

Con un peso di appena 620 grammi, RAVEN è un esempio magistrale di progettazione attenta al peso. Per ottenere una struttura così leggera sono stati combinati rigorosi modelli matematici e simulazioni al computer, spingendo oltre i limiti di ciò che è meccanicamente possibile. La filosofia progettuale è audace e precisa: mantenere i componenti più pesanti vicino al corpo e utilizzare una complessa rete di molle e motori per riprodurre la potenza esplosiva dei tendini e dei muscoli degli uccelli.

Il risultato è un sistema di zampe che concilia una complessità estrema con rigorosi limiti di peso. Pubblicata sulla prestigiosa rivista Nature, la ricerca segna un importante passo avanti nella progettazione biomimetica. A differenza dei tentativi precedenti, che hanno portato alla creazione di robot troppo pesanti per volare o di macchine capaci di saltare ma prive di destrezza, RAVEN raggiunge un equilibrio ottimale. Rappresenta l’apice della precisione svizzera, dove ogni grammo è contabilizzato e ogni motore svolge una duplice funzione. Non è solo un robot, ma un organismo artificiale progettato per muoversi nel proprio ambiente con un’efficienza superiore.

RAVEN non si limita a volare: domina il terreno. Il robot è in grado di saltare da fermo a un’altezza impressionante di 26 centimetri, superando così gli ostacoli e decollando anche dai terreni più impervi. Le generazioni precedenti di robot non erano riuscite a colmare questo divario: i modelli progettati per camminare erano troppo lenti per saltare, mentre quelli capaci di saltare non erano abbastanza stabili per camminare. RAVEN supera questi limiti e può oltrepassare buche e spostarsi su superfici rialzate con un’agilità senza precedenti.

La scienza alla base del salto è altrettanto affascinante. I ricercatori dell’EPFL hanno scoperto che, per decollare con un salto, la combinazione più efficiente è quella tra energia cinetica, ossia la velocità, ed energia potenziale, ossia il guadagno di quota. In questo modo il drone risparmia batteria e al contempo massimizza le prestazioni. RAVEN si adatta istantaneamente, sia che si trovi fermo, in caduta libera o in uno spazio ristretto da cui deve decollare. È un veicolo aereo robusto e adatto a tutti i terreni, progettato per operare dove l’intervento umano è impossibile e i droni tradizionali non riuscirebbero a funzionare.

Il successo di RAVEN potrebbe avere conseguenze ben più ampie del solo ambito di laboratorio. Eliminando la necessità di piste e consentendo decolli da zone impervie e ristrette, questa tecnologia promette di rivoluzionare settori che spaziano dalle operazioni di ricerca e soccorso nelle Alpi svizzere alla sorveglianza segreta. La possibilità di spostarsi autonomamente su terreni accidentati apre nuove prospettive per i droni ad ala fissa, che potrebbero così accedere agli ambienti più ostili della Terra.

La sfida, tuttavia, non è ancora stata superata del tutto. Il decollo è stato perfezionato, ma l’atterraggio resta un ostacolo cruciale. Il team dell’EPFL, in collaborazione con scienziati americani, sta lavorando sulle difficoltà legate al controllo dell’atterraggio, affinché il velivolo possa toccare terra con la stessa grazia con cui decolla. Mentre perfezionano il design delle zampe per controllare la discesa, una cosa è chiara: l’era dei droni statici, dipendenti dalle piste, sta finendo. La Svizzera è in prima linea verso un futuro in cui i robot si muovono, pensano e volano con la naturale fluidità degli organismi viventi.